一种水运燃煤电厂的实时智能燃料系统技术方案

本发明专利技术公开了一种水运燃煤电厂的实时智能燃料系统，该系统在硬件设备组成上包括斗轮堆取料机全自动控制系统、实时盘煤系统、煤温检测装置、服务器等；在软件组成上包括系统平台、智能配煤掺烧系统、燃料智能调度管理系统、燃料智能运行管理系统、锅炉实时运行管理系统、数据分析系统等。在智能电厂的框架下，利用精准三维定位的全自动斗轮机打通了燃料管理全流程的数据断层，利用基于燃烧特性预测的智能配煤技术实现了煤场智能堆煤与入炉煤智能掺配掺烧，利用煤仓智能分层技术实现了锅炉实时燃烧煤种、煤质的自动关联，利用自动盘煤技术、全流程多个计量设备和入炉煤分煤种采样技术实现了燃料管理全流程的煤量、煤质的智能平衡分析。

A Real-time Intelligent Fuel System for Coal-fired Water Power Plant

The invention discloses a real-time intelligent fuel system for a coal-fired water power plant, which includes a bucket wheel stacker-reclaimer automatic control system, a real-time coal disc system, a coal temperature detection device, a server, etc. in hardware, and a system platform, an intelligent coal blending system, an intelligent fuel dispatching management system, an intelligent fuel operation management system and a boiler in software. Real-time operation management system, data analysis system, etc. Under the framework of intelligent power plant, the data faults in the whole process of fuel management are broken through by the automatic bucket wheel machine with precise three-dimensional positioning. The intelligent coal blending technology based on the prediction of combustion characteristics is used to realize the intelligent blending and combustion of coal in coal yard. The intelligent stratification technology of coal bunker is used to realize the automatic correlation of real-time coal combustion and coal quality in boiler, and the automatic coal discarding technology is used. Intelligent balance analysis of coal quantity and quality in the whole process of fuel management has been realized by means of multiple metering equipment and sampling technology of coal classification in the whole process.

【技术实现步骤摘要】
一种水运燃煤电厂的实时智能燃料系统
本专利技术涉及一种燃煤火力发电智能化管控系统，特别涉及一种水运燃煤电厂的实时智能燃料系统。
技术介绍
燃料费用在燃煤发电厂经营成本中占60-70％的比例，燃煤对电厂机组安全经济环保运行和电厂经营有着举足轻重的影响。如何有效、高效地利用配煤掺烧，解决火电厂燃煤供应紧张、煤种复杂多变、运行性能欠佳的问题，提升电厂运行和经营效率，是国内各大发电集团一直在研究解决的课题。由于应用技术和管理手段的欠缺，长期以来燃煤电厂采用的是粗放式的燃料管理方式。输煤设备的自动化和智能化不足：电厂的输煤系统已经建设了输煤程控，对输煤皮带及辅助设备实现了远程控制的功能，但对燃煤管控而言，关键设备煤场的斗轮堆取料机仍然是人工或半自动作业，使得很多堆取煤作业数据无法实时上传、作业指令只能人工传递和执行。同时入炉煤质化验也是以人工或半自动为主，特别是煤质化验数据与入炉燃烧煤种不能自动进行一一对应，使得配煤掺烧及锅炉燃烧效果的评估难以有效实施。煤场的盘点，部分电厂通过盘煤仪实现了自动化，但通常是在斗轮堆取料机非作业时间完成，因此缺乏实时性。燃煤管控平台不统一：电厂的主辅机基本实现了SIS的统一监控平台，但对燃煤管理而言，由于上述的主要输煤设备的自动化、智能化程度不高，使得燃煤相关的数据难以实现统一实时的管理，输煤程控数据、煤质数据、煤场盘点数据等分别归属不同的管理平台，无法实现互通共享。运行调度的管控也以人工为主，无法实现真正的调度智能化、自动化。配煤掺烧过程简单：由于缺乏统一的燃煤数据平台，无法获得有效的实时燃煤数据，电厂的配煤掺烧系统也主要以人工经验为主，少数实现了“配煤掺烧系统”的电厂，实现的是简单的配煤掺烧，通过煤质指标的简单加权平均进行混煤煤质预测，但对混煤的燃烧特性则缺乏科学预测手段，因此必然会影响锅炉实际燃烧效果，无法实现经济性的最大化。燃煤数据的利用不足：由于上述的状况，电厂在燃煤数据的处理和利用上难以发挥真正的有效性和实时性。通常情况燃煤数据只能用来做事后评估分析，其有效性也要通过大量的人力完成，不能用来做事前预测和分析，对发电生产过程如配煤掺烧决策不能实现有效的实时指导。少数实现“配煤掺烧系统”的电厂，煤场的煤种、煤量、煤质等数据主要是手工录入或者导入，其管理过程从煤场开始，没有覆盖燃煤从入厂开始的全部过程，而且输入数据的过程容易导致错误的发生。燃料管理的经济性评估缺乏：由于燃料主要依靠人工管理，各种数据缺乏统一有效的挖掘和分析。燃煤在煤场存储过程中的折损，包括煤量的损失和热值的损失，由于缺乏监测和分析手段，其经济性损失难以评估。同时，在各种配煤掺烧煤的组合当中，在不同负荷下各种配煤掺烧方案的发电煤耗、厂用电、输煤能耗、环保费用、采购成本、运输成本、燃料损耗等由于缺乏数据或数据难以汇总，综合经济性评估难以实现。这样厂级层面的经营决策缺少坚强有力的技术支撑。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中的技术问题，本专利技术提供了一种水运燃煤电厂的实时智能燃料系统，其在智能电厂的框架下，从整个燃料系统的数据源入手，利用输煤设备的智能化和自动化改造，打通原有相互独立的各子系统，建立自动实时、完整和准确的统一数据平台；利用科学的智能配煤掺烧方法，实现对不同煤种的配煤掺烧的科学预测，寻优最佳的入炉配煤掺烧方案；通过智能化的调度和控制系统，实现配煤掺烧方案及堆煤方案的智能执行。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种水运燃煤电厂的实时智能燃料系统，包括系统设备，系统设备包括斗轮堆取料机全自动控制系统、实时盘煤系统、煤温检测装置、服务器；所述斗轮堆取料机全自动控制系统，通过预设参数，实现自动寻址，自动堆取煤作业，作业过程中无需人工操作干预；所述预设参数以及控制指令通过输煤程控系统下发自动完成；所述斗轮堆取料机全自动控制系统在作业过程中同时获得斗轮堆取料机的感知数据，包括斗轮堆取料机工作模式、精确位置信息、煤堆三维原始数据；所述实时盘煤系统，用于煤场煤堆分煤种的煤量实时盘点，以及为斗轮堆取料机全自动控制系统作业提供煤堆位置和三维尺寸信息，利用斗轮堆取料机全自动控制系统实时感知获取的煤堆三维原始数据，进行三维建模，实时建立煤场信息的二维、三维图，并赋予各煤堆的全面属性信息；所述煤温检测装置，用于实时监测煤堆内部煤温，监控煤垛堆存的安全性，以便及时上煤燃烧；所述服务器，用于部署软件系统，包括数据库服务器、应用服务器、Web服务器、盘煤服务器、盘煤数据处理及燃料接口服务器；所述数据库服务器用于采用SQLServer数据库方式，存储系统关系型数据；所述应用服务器用于部署智能燃料系统的系统软件和模块，所述Web服务器用于实现Web访问功能；上述盘煤服务器接收盘煤数据处理及燃料接口服务器上传的煤堆位置、三维尺寸、煤量信息，以及接收并附加煤堆的其他属性如煤种、煤质、煤温、堆放时间，形成煤场的二维和三维分布图；所述盘煤数据处理及燃料接口服务器用于实时盘煤数据处理以及管理区和控制区之间的信息转换和转接。上述方案中优选的是，所述水运燃煤电厂的实时智能燃料系统还包括系统软件，系统软件包括系统平台、智能配煤掺烧系统、燃料智能调度管理系统、燃料智能运行管理系统、锅炉实时运行管理系统、数据分析系统；所述系统平台用于平台基本数据的集中管理，其包括数据库、数据接口；所述智能配煤掺烧系统，用于输出最优配煤掺烧方案；所述最优配煤掺烧方案，在预测机组负荷条件下，以可用煤种为基础，利用如下预测模型，即煤质预测、配煤煤质预测、煤堆热损预测、煤自燃倾向性预测、煤燃烧特性预测、排放预测、锅炉效率预测，结合锅炉特性和上煤方式，对不同的煤种组合、磨煤机组合进行预测评估和寻优，得到配煤掺烧方案的优选排序；所述燃料智能调度管理系统，用于船运、智能上煤、智能堆煤、工单审批流程的调度管理；所述燃料智能运行管理系统，用于对感知数据的处理分析和展示，以及对输煤系统的全自动智能控制；所述感知数据包括煤场、煤仓以及输煤系统设备的数据；所述展示包括二维的输煤全流程二维图形展示以及煤场三维图形展示；所述输煤系统的全自动智能控制，指全自动智能控制从配煤掺烧工单到输煤系统设备自动执行的工艺流程，以及入炉煤分煤种自动采样的工艺流程，无需人工干预；所述输煤系统是指电厂现存的卸船机、斗轮堆取料机、输煤皮带、输煤程控、犁煤器、电子皮带秤、采制化系统及其他辅助设备等输煤设备组成的系统，采制化系统包括采样、制样、化验设备；所述锅炉实时运行管理系统，采用煤仓煤种分层监测技术，用于实时分析和监测煤仓内各煤种的分层，即煤种、煤质、煤量、煤位信息，实时精准预测入炉燃烧煤种切换时间；并实时辨识入炉燃烧煤种；所述数据分析系统，用于对不同煤种在电厂流转过程中对煤量和煤质的实时跟踪和智能平衡分析，为智能配煤掺烧、上煤、煤仓入炉燃烧提供精确的煤信息。上述方案中优选的是，所述系统平台的数据库采用SQLServer数据库作为系统关系型数据库，电厂现有的三区PI镜像数据库作为实时数据库。上述方案中优选的是，数据接口包括PI镜像数据库接口、外网接口、输煤程控数据接口、斗轮堆取料机全自动控制系统数据接口、天气监测系统接口、采制化系统接口、供应商系统接口。上述方案中优选的是，以煤的燃烧特性作为配煤掺烧的基本依据，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水运燃煤电厂的实时智能燃料系统，其特征在于包括系统设备，系统设备包括斗轮堆取料机全自动控制系统、实时盘煤系统、煤温检测装置、服务器；所述斗轮堆取料机全自动控制系统，通过预设参数，实现自动寻址，自动堆取煤作业，作业过程中无需人工操作干预；所述预设参数以及控制指令通过输煤程控系统下发自动完成；所述斗轮堆取料机全自动控制系统在作业过程中同时获得斗轮堆取料机的感知数据，包括斗轮堆取料机工作模式、精确位置信息、煤堆三维原始数据；所述实时盘煤系统，用于煤场煤堆分煤种的煤量实时盘点，以及为斗轮堆取料机全自动控制系统作业提供煤堆位置和三维尺寸信息，利用斗轮堆取料机全自动控制系统实时感知获取的煤堆三维原始数据，进行三维建模，实时建立煤场信息的二维、三维图，并赋予各煤堆的全面属性信息；所述煤温检测装置，用于实时监测煤堆内部煤温，监控煤垛堆存的安全性，以便及时上煤燃烧；所述服务器，用于部署软件系统，包括数据库服务器、应用服务器、Web服务器、盘煤服务器、盘煤数据处理及燃料接口服务器；所述数据库服务器用于采用SQL Server数据库方式，存储系统关系型数据；所述应用服务器用于部署智能燃料系统的系统软件和模块，所述Web服务器用于实现Web访问功能；上述盘煤服务器接收盘煤数据处理及燃料接口服务器上传的煤堆位置、三维尺寸、煤量信息，以及接收并附加煤堆的其他属性如煤种、煤质、煤温、堆放时间，形成煤场的二维和三维分布图；所述盘煤数据处理及燃料接口服务器用于实时盘煤数据处理以及管理区和控制区之间的信息转换和转接。...

【技术特征摘要】
1.一种水运燃煤电厂的实时智能燃料系统，其特征在于包括系统设备，系统设备包括斗轮堆取料机全自动控制系统、实时盘煤系统、煤温检测装置、服务器；所述斗轮堆取料机全自动控制系统，通过预设参数，实现自动寻址，自动堆取煤作业，作业过程中无需人工操作干预；所述预设参数以及控制指令通过输煤程控系统下发自动完成；所述斗轮堆取料机全自动控制系统在作业过程中同时获得斗轮堆取料机的感知数据，包括斗轮堆取料机工作模式、精确位置信息、煤堆三维原始数据；所述实时盘煤系统，用于煤场煤堆分煤种的煤量实时盘点，以及为斗轮堆取料机全自动控制系统作业提供煤堆位置和三维尺寸信息，利用斗轮堆取料机全自动控制系统实时感知获取的煤堆三维原始数据，进行三维建模，实时建立煤场信息的二维、三维图，并赋予各煤堆的全面属性信息；所述煤温检测装置，用于实时监测煤堆内部煤温，监控煤垛堆存的安全性，以便及时上煤燃烧；所述服务器，用于部署软件系统，包括数据库服务器、应用服务器、Web服务器、盘煤服务器、盘煤数据处理及燃料接口服务器；所述数据库服务器用于采用SQLServer数据库方式，存储系统关系型数据；所述应用服务器用于部署智能燃料系统的系统软件和模块，所述Web服务器用于实现Web访问功能；上述盘煤服务器接收盘煤数据处理及燃料接口服务器上传的煤堆位置、三维尺寸、煤量信息，以及接收并附加煤堆的其他属性如煤种、煤质、煤温、堆放时间，形成煤场的二维和三维分布图；所述盘煤数据处理及燃料接口服务器用于实时盘煤数据处理以及管理区和控制区之间的信息转换和转接。2.根据权利要求1所述的水运燃煤电厂的实时智能燃料系统，其特征在于还包括系统软件，系统软件包括系统平台、智能配煤掺烧系统、燃料智能调度管理系统、燃料智能运行管理系统、锅炉实时运行管理系统、数据分析系统；所述系统平台用于平台基本数据的集中管理，其包括数据库、数据接口；所述智能配煤掺烧系统，用于输出最优配煤掺烧方案；所述最优配煤掺烧方案，在预测机组负荷条件下，以可用煤种为基础，利用如下预测模型，即煤质预测、配煤煤质预测、煤堆热损预测、煤自燃倾向性预测、煤燃烧特性预测、排放预测、锅...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏勇，江学文，周晓亮，李楠，詹树海，
申请(专利权)人：杭州集益科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33